Lubang Hitam Supermasif Terbentuk Sebelum Galaksi Induknya

Telset.id – Teleskop James Webb kembali mengguncang dunia astronomi. Observatorium luar angkasa itu menemukan bukti keberadaan lubang hitam supermasif yang terbentuk lebih dulu ketimbang galaksi induknya, Abell2744-QSO1, sekitar 700 juta tahun setelah Big Bang. Temuan ini berpotensi merevisi teori pembentukan lubang hitam yang sudah diyakini selama puluhan tahun.

Penemuan ini dipublikasikan dalam studi terbaru yang dikerjakan oleh tim internasional yang dipimpin oleh Professor Roberto Maiolino dari Cambridge’s Cavendish Laboratory dan Kavli Institute for Cosmology. Menurut Maiolino, hasil observasi ini merupakan “revisi total terhadap skenario klasik tentang bagaimana lubang hitam terbentuk dan tumbuh.”

Selama ini, paradigma ilmiah meyakini bahwa lubang hitam supermasif lahir dari keruntuhan bintang raksasa di dalam galaksi yang sudah ada. Prosesnya memakan waktu setidaknya satu miliar tahun. Namun, data dari Teleskop James Webb menunjukkan bahwa QSO1—sebuah lubang hitam dengan massa 40 juta kali lipat Matahari—sudah eksis hanya 700 juta tahun pasca-Big Bang.

Massa Langsung Pertama di Alam Semesta Awal

Ini adalah pertama kalinya para astronom berhasil melakukan pengukuran massa langsung terhadap lubang hitam di miliar tahun pertama setelah Big Bang. Sebelumnya, James Webb memang sudah mendeteksi jejak-jejak lubang hitam awal, tetapi belum ada pengukuran langsung yang valid.

Keberhasilan ini dimungkinkan karena gas yang menyusun QSO1 memiliki rotasi Keplerian. Artinya, gas tersebut mengorbit pada satu titik pusat dengan hukum gravitasi sederhana, mirip cara planet-planet di Tata Surya mengitari Matahari. Sifat inilah yang memungkinkan para peneliti menghitung massa secara presisi.

“Ini penting karena menunjukkan bahwa sebagian besar massa QSO1 terkonsentrasi di lubang hitam pusat,” jelas peneliti Ignas Juodžbalis. “Jika massanya lebih tersebar—seperti jika ada banyak bintang—gas tidak akan memiliki rotasi Keplerian yang sempurna.”

Rekan penulis studi, Dr. Francesco D’Eugenio, menambahkan bahwa “sebelum ini, semua pengukuran massa lubang hitam di alam semesta awal bersifat tidak langsung, berdasarkan asumsi dari apa yang kita ketahui tentang lubang hitam di alam semesta lokal.”

Lubang hitam supermasif ini terletak 13 miliar tahun cahaya dari Bumi. Temuan ini juga menunjukkan bahwa QSO1 tumbuh dengan cepat tanpa harus melahap materi di sekitarnya secara masif, bertolak belakang dengan teori klasik yang menyebut lubang hitam perlu “memakan” galaksi untuk membesar.

Misteri Dark Matter Sebagai Solusi

Apakah temuan ini membantah teori Big Bang? Tidak sepenuhnya. Meski James Webb menemukan lubang hitam supermasif yang sudah ada tak lama setelah Big Bang, ada penjelasan lain yang diajukan oleh astrofisikawan dari UCLA.

Mereka mengusulkan bahwa dark matter (materi gelap) bisa menjadi kunci pemecahan teka-teki ini. Ketika dark matter meluruh, diperkirakan foton yang dipancarkan menjadi sangat panas. Proses ini dapat mempercepat pembentukan lubang hitam karena gas hidrogen bisa menjadi cukup panas sehingga gravitasi mengumpulkannya menjadi awan raksasa. Awan-awan ini kemudian mengembun menjadi lubang hitam supermasif dalam waktu yang jauh lebih singkat dari perkiraan normal.

Namun, skenario ini masih sangat teoretis. Para ilmuwan belum mengetahui secara pasti apakah dark matter benar-benar ada, apalagi komposisinya. “Kami memang membutuhkan sesuatu untuk membuat perhitungan matematis masuk akal, dan kalkulasi menunjukkan dark matter sebagai penyebab yang paling mungkin,” demikian kesimpulan dari studi tersebut.

Penemuan ini membuka babak baru dalam pemahaman manusia tentang alam semesta awal. Dengan kemampuan Teleskop James Webb yang terus menghasilkan data presisi, bukan tidak mungkin teori-teori lama tentang lubang hitam dan galaksi akan mengalami revisi besar-besaran dalam waktu dekat.

Implikasinya bagi dunia sains sangat jelas: model pembentukan lubang hitam yang selama ini diajarkan di buku teks mungkin perlu ditulis ulang. Para astronom kini dihadapkan pada kenyataan bahwa lubang hitam supermasif bisa lahir lebih dulu daripada galaksi yang menjadi induknya, sebuah skenario yang sebelumnya dianggap mustahil.